Administrering av forsyning 2.0: Power Control Unit med ekstra funksjoner Phoenix Contact tilbyr en sertifisert løsning for solenergianlegg.

Kortversjon

Nettoperatører plikter å forsyne mest mulig energi fra fornybare kilder til nettet, samtidig som nettstabiliteten ikke skal settes i fare. For å styre og regulere aktiv og reaktiv effekt brukes det Power Control Units, som er reguleringsenheter for kraftverk. Takket være den bakenforliggende PLCnext Technology kan disse sertifiserte enhetene fra Phoenix Contact enda mer.

Tekniske og regulatoriske forutsetninger

Om desentrale kraftverk sies det ofte at de har betydelig negative konsekvenser for nettkvaliteten. Det er hovedsakelig fordi ytre betingelser som vind eller sol, som i avgjørende grad bestemmer anleggenes ytelse, verken kan styres eller planlegges i tilstrekkelig grad. Her glemmes det at disse anleggene allerede i dag imøtekommer de tekniske forutsetningene til å stabilisere både nettfrekvensen og nettspenningen. Hvis andelen fornybar energi ved strømforbruk skal kunne økes betraktelig på noe lengre sikt, vil en massiv utbygging av energiakkumulatorer uten tvil være en forutsetning.

I tillegg til generering av energi må det også løses helt generelle oppgaver i energifordelingen. En liberalisering av strømmarkedene starter i stadig større grad med en energioverføring på tvers av grenser. Som logisk konsekvens har det i de såkalte "Network Code – Requirements for Generators" blitt vedtatt europeiske retningslinjer. Network Code beskriver reglene for nettilkoblingen som kraftverkene som er installert i Europa underligger. For å oppnå størst mulig nytte må den tilpasses de lokale forholdene i de forskjellige landene.

Gyldighet for de fleste kommersielle anlegg

Med dette som bakteppe har VDE (Verband der Elektrotechnik, Elektronik und Informationstechnik) på oppdrag fra Det tyske ministeriet for økonomi og energi (Bundesministerium für Wirtschaft und Energie) utformet fire nasjonale bruksregler for samtlige spenningsnivåer. Som ett av direktivene avløser VDE-AR-N 4110 "Technische Anschlussregeln Mittelspannung" mellomspenningsdirektivet fra BDEW (Bundesverband der Energie- und Wasserwirtschaft). VDE-AR-N 4110 pliktes siden april 2019 overholdt for alle nye kraftverk som settes i drift fra en anleggseffekt på 135 kW og et spenningsområde fra 1 til 60 kV. Anvendelsesreglene gjelder dermed de fleste kommersielle solenergianleggene.

Et delaspekt ved VDE-AR-N 4110/20 omhandler bruksplikten av utelukkende sertifiserte regler for administrering av forsyning. Power Control Units sørger for at referanseverdiene for aktiv og reaktiv effekt samt spesifiserte reguleringsmetoder på nettilkoblingspunktet følges. Spesifiseringen av referanseverdiene foregår enten gjennom tredjepart – nettoperatøren eller direktemarkedsførere – via fjernstyreteknikken eller i forbindelse med karakteristikker, som er definert i VDE-AR-N 4110/20.

Mange funksjoner i én enhet

Med dette som bakteppe stilte Phoenix Contact seg allerede før sertifiseringen spørsmålet på hvilken måte man kunne sikre samsvar med standarder, og samtidig uten å måtte gi avkall på alle mulighetene ved industristyringen som ligger til grunn for løsningen. For som maskinvare brukes dagens PLS-generasjon med utgangspunkt i den åpne PLCnext Technology.

Teknologien åpner ikke bare for bruk av forskjellige programmeringsspråk – som IEC 61131, C/C++, C# eller Matlab/Simulink – i et og samme prosjekt. For som alternativ er også en kombinasjon av forskjellige funksjoner i en og samme enhet fullt mulig. Phoenix Contact gir ikke her brukerne en All-in-One-løsning, men adresserer helt målrettet dem som innehar nødvendige system- og programmeringskunnskaper for applikasjonen. I de første prosjektene ble det her som eksempel, i tillegg til den sertifiserte reguleringsfunksjonen på samme industristyring, implementert en fjernstyretilkobling. En slik tilnærming viser seg som både kostnadsgunstig og plassbesparende, da det for denne type oppgaver vanligvis kreves to separate enheter.

Applikasjonseksempel for enkel idriftsetting

For å støtte kundene ved idriftsetting av løsningen som beskrevet ovenfor, tilbyr Phoenix Contact et applikasjonseksempel for tilkobling av fjernstyreteknikken, inkludert en nettanvendelse for parametrisering av Power Control Unit. Bortsett fra implementeringen av de forskjellige, kravspesifikke grensesnittene trenger man derfor ikke å foreta ytterligere tilpasninger. Ved behov kan likevel ytterligere funksjoner legges til. Reguleringsmodus, konfigureringen av standard-PID-reguleringsparameterene, innstilling av karakteristikk-interpoleringspunktene, lagring av bitmønstre for rippelkontrollmottakeren eller registrering av alle vesentlige nett- og reguleringsparametere ved første idriftsetting er en del av denne applikasjonen.

For å implementere de kravspesifikke grensesnittene til Power Control Unit tilbyr Phoenix Contact også andre funksjonsblokkbiblioteker. De omfatter blant annet moduler for implementering av desentrale anlegg via fjernstyreteknikk. Utover dette forenkler solenergispesifikke funksjonsblokker kommunikasjonen med vekselrettere, energimåleutstyr eller tilkobling til en produsentuavhengig portal.